肖特基二極管高溫反向偏置失效分析與改善

胡 敏，彭俊睿

（樂(lè)山無(wú)線電股份有限公司，四川樂(lè)山 614000）

1 引言

塑料封裝因其低成本、制造效率高的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體器件封裝。塑封后的封裝材料、框架對(duì)芯片的保護(hù)能力，是衡量塑封材料特性及其工藝優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)。目前論述塑料封裝分層情況的相關(guān)文獻(xiàn)較多，馬清桃等[4]對(duì)掃描聲學(xué)層析成像方法及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了討論，李進(jìn)等[5]認(rèn)為框架鍍銀、鎖膠結(jié)構(gòu)和塑料封裝料特性是分層關(guān)鍵。梁志宗等[7-8]和陽(yáng)小芮等[9]對(duì)框架的獨(dú)特設(shè)計(jì)以預(yù)防塑料封裝分層。但對(duì)于分層導(dǎo)致器件失效、器件失效后可恢復(fù)現(xiàn)象及原理分析，卻鮮見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)。類(lèi)似的高壓肖特基二極管在高溫反偏（High Temperature Reverse Bias，HTRB）試驗(yàn)后失效可恢復(fù)的現(xiàn)象比較常見(jiàn)。本文通過(guò)分析失效品和好品的封裝差異，失效試驗(yàn)和未失效試驗(yàn)，如溫度循環(huán)的差異，分析了可靠性失效的可能原因，同時(shí)對(duì)塑料封裝設(shè)計(jì)要點(diǎn)及如何避免出現(xiàn)封裝氣密性問(wèn)題做了系統(tǒng)性總結(jié)。

2 研究背景

半導(dǎo)體器件封裝主要分為氣密封裝和非氣密封裝[1]，氣密封裝指在無(wú)限時(shí)間里都能防止污染物（液態(tài)、固態(tài)或氣體）的侵入。金屬封裝、陶瓷封裝屬于氣密封裝。本文重點(diǎn)討論的是廣泛用于業(yè)界的非氣密塑料封裝。

塑料封裝的優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟、成本低、大規(guī)模制造效率高；缺點(diǎn)是非氣密性，最終都會(huì)使水汽或其他污染物滲透到封裝里面，污染并影響半導(dǎo)體芯片，從而改變芯片的邏輯功能，導(dǎo)致產(chǎn)品失效。

圖1所示是塑料封裝后的SOT23高壓肖特基二極管，內(nèi)含2個(gè)50 V以上的肖特基二極管。……